[发明专利]电解二氧化锰大型钢制化合槽的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于耐高温、耐腐蚀、耐磨损、防渗漏、抗热变形的大型钢制搅拌容器、特别是电解二氧化锰大型钢制化合槽的制作方法。

背景技术

在化工行业、特别是电解二氧化锰(EMD)锰系列产品深加工生产中，现有的化合搅拌容器，采用的是钢结构圆形筒体作为化合槽，其化合槽属于中小型，全容器≤142m³,工作容积≤114m³。但是EMD生产企业在扩建新项目时，往往受到地形空间、场地限制、工艺要求等影响，原有化合槽容积和尺寸就不能满足生产需要。目前，根据国家发改委产业结构调整指导目录（2011年本），在第三类“淘汰类”落后生产工艺装备中，第36条、第42条，对电解金属锰化合槽有效容积150m³以下的生产设备要于2011年底前淘汰，150m³以上、170m³及以下的倾斜槽2014年底前淘汰。同时电解锰企业行业准入条件也明确要求：化合槽有效容积必须≥250m³，当电解二氧化锰生产企业如转产电解金属锰，也适用上述准入条件。国家产业结构的调整，反映了化合槽必须朝着大型化方向发展，有效容积必须在250m³以上，以有效避免土地资源的浪费，保护环境，以及落实可持续发展的政策。所以，EMD搅拌用大型钢制化合槽的设计与制造，具有一定的前瞻性，不仅可为EMD行业提供先进的生产工艺和装备，同时为行业转产做好了前期准备，也符合国家产业政策调整方向。

EMD行业现在化合制取硫酸锰溶液时，化合槽内的工况条件为：

主要原料为电解返回废液（稀硫酸5％-10％，温度75℃左右）、碳酸锰粉（80目-100目）和98％浓硫酸，产生化合反应酸浸硫酸锰溶液,其主要化学反应式为：

MnCO₃+H₂SO₄=MnSO₄+CO₂↑+H₂O

槽内一般通入高温蒸汽，温度达到T=85℃-100℃，工作压力P=常压敞口，采取双层桨叶搅拌，搅拌直径2m，搅拌速度40r/min。投料时，为防止化合槽底层矿浆料沉降，搅拌底层就设计为四桨莱宁涡轮式，排液方式为自下往上轴向流循环，因此，对化合槽底部冲刷和磨损较大。

槽内工况条件比较复杂，电解返回废液（稀硫酸）、投料、进浓硫酸、进石灰乳，化合反应及蒸汽升温，去杂、去重金属、中和反应等都在化合槽内进行。

EMD行业现有化合槽的设计、制造方法：

（1）采用δ12钢板，材质Q235，卷成圆形筒体，手工焊接，焊条为碳钢焊条，设备钢壳按《钢制焊接常压容器技术条件》（JB2280-81）,《衬里钢壳设计技术规定》（HGJ33-91）及《橡胶衬里设备》(HGJ32-90)进行设计、制造和验收。

（2）化合槽防腐等工艺处理：

①.第一道防腐工艺是槽内进行预硫化衬胶处理：

桶内壁及桶底部衬预硫化丁基橡胶2层,单层厚度为2.5mm，即2.5+2.5mm，搭接宽度≥40mm。

②.第二道防腐工艺是KPI胶泥衬瓷砖防腐处理：

化合槽底面，一般是用KPI胶泥衬230×113×65耐酸瓷砖一层(衬65mm厚)，后用呋喃树脂胶泥衬40mm厚铸石板一层。

化合槽内壁面用KPI胶泥内衬一层瓷砖（230×113×65），衬厚113mm。

以上两道防腐处理工艺，第一道衬胶处理主要起到防渗隔离层作用，而第二道KPI衬瓷砖主要作耐蚀、耐磨、耐温层作用。这种防腐复合结构有很好的防护作用。

此外，EMD行业一些民营企业采用中、小型圆形混凝土制槽，不过混凝土制槽采用的防腐措施不够理想，混凝土内壁采用玻璃钢防腐鳞片涂料防腐，经常在高温情况下老化渗漏，修复成本高，不仅使用寿命短，而且影响生产，目前已逐步淘汰。

电解金属锰行业化合槽制液与EMD行业比较，化合槽内介质也基本相同，但不需要外加热条件，温度≤60℃，不受高温热变形影响，所以，电解金属锰行业常采用混凝土制化合槽，槽内采用玻璃钢鳞片涂料防腐，后来发展为玻璃钢鳞片涂料加一层内衬瓷砖防腐。因此，电解金属锰混凝土制化合槽相对来说要更简单，设计和制造的技术层面要求不高。若电解金属锰转产为EMD生产，现有化合槽还不能完全满足EMD行业化合槽工艺要求，虽然混凝土制化合槽已经实现大型化，但EMD化合的高温环境，导致玻璃钢鳞片涂料防腐失去韧性，容易老化，导致脱层或龟裂，化合槽经常渗透，使用寿命短和维修成本高。